基于风速预测的超容储能并网方法及相关产品与流程

    专利查询2026-07-26  17


    本发明属于风力发电,涉及一种基于风速预测的超容储能并网方法及相关产品。


    背景技术:

    1、随着全球对可再生能源需求的日益增长,风力发电作为清洁、可再生的能源形式,其发展与应用规模迅速扩大。大规模风电场的并网,不仅为电力系统提供了重要的电力补充,也对电网的调度与运行管理提出了新的挑战。由于风速具有高度的随机性、间歇性和不可预测性,风电场的输出功率往往难以准确控制,这直接影响了电网的稳定性和可靠性。

    2、在现有的技术体系中,为了提升风电场的可调度性,一种广泛采用的方法是利用神经网络模型对未来风速进行预测。通过收集历史风速数据作为输入,神经网络能够学习风速变化的内在规律,并据此预测未来一段时间内的风速变化。基于这些预测的风速值,可以进一步计算出风电场向电网发送的预测功率,并将这一预测值提交给电网调度机构,以便进行更加科学合理的发电调度。

    3、然而,传统的风速预测方法存在一个显著的局限性,即用于预测的历史风速数据往往是间断采集的,如每隔15分钟采样一次。这种间断的、不连续的数据序列,难以全面反映风速变化的连续性和动态性,从而在一定程度上降低了预测的准确性。因为在实际中,风速是连续变化的,其细微的波动和变化趋势对于精确预测至关重要。


    技术实现思路

    1、本发明提供一种基于风速预测的超容储能并网方法及相关产品,以解决现有风速预测的历史风速数据是间断的、不连续的数据序列,难以全面反映风速变化的连续性和动态性,从而在一定程度上降低了预测的准确性的技术问题。

    2、为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:

    3、第一方面,本发明提供一种基于风速预测的超容储能并网方法,包括以下步骤:

    4、s1,获取原始风速序列,将原始风速序列分为原始预测序列和原始反馈序列;

    5、s2,对原始预测序列进行插值处理,得到含有插入点的预测序列;

    6、s3,将含有插入点的预测序列输入预测模型,得到预测的反馈序列;

    7、s4,计算预测的反馈序列与原始反馈序列的误差;根据误差大小,对含有插入点的预测序列进行修正,直到误差小于预设值,得到修正好的含有插入点的预测序列;

    8、s5,将修正好的含有插入点的预测序列输入预测模型,得到预测的未来风速序列;

    9、s6,将预测的未来风速序列转化为未来功率序列,基于未来功率序列和风电厂实际发电功率,确定超容储能系统需要承担的缺额,根据缺额,对超容储能系统调度控制。

    10、优选地,所述对原始预测序列进行插值处理,得到含有插入点的预测序列,具体方法为:

    11、基于原始预测序列,得到插入点值;所述插入点值为:

    12、

    13、其中,为预测序列 j位置的值,为第 i个插入点值,为第 i个插入点值的比例补偿系数,为第 i个插入点值的差值补偿系数;

    14、将插入点值插入原始预测序列,得到含有插入点的预测序列。

    15、优选地,所述比例补偿系数描述为:

    16、

    17、其中,为预测序列的位置的值,为预测序列的位置的值,为预测序列的位置的值,,, v为预测序列,max()表示和的最大值,min()表示和的最小值,max( v)表示 v的最大值,min( v)表示 v的最小值。

    18、优选地,所述差值补偿系数描述为:

    19、

    20、其中,为预测序列 v的位置的值,为预测序列 v的位置的值,表示0.1到0.15之间的随机值,表示到的之和。

    21、优选地,所述计算预测的反馈序列与原始反馈序列的误差;根据误差大小,对含有插入点的预测序列进行修正,直到误差小于预设值,得到修正好的含有插入点的预测序列,具体方法为:

    22、计算预测的反馈序列与原始反馈序列的误差,判断误差是否小于预设值;

    23、当误差大于等于预设值时,对含有插入点的预测序列进行修正,得到修正好的含有插入点的预测序列;

    24、所述对含有插入点的预测序列进行修正的具体方法为:对含有插入点的预测序列的插入点值设置弥补系数:

    25、

    26、其中,为预测序列 j位置的值,为的位置之后的插入点值,为比例补偿系数,为差值补偿系数,为弥补系数, i表示第 i个插入点,所述弥补系数为:

    27、

    28、式中,为第 t次修正对应的误差, e为欧拉数;

    29、迭代上述步骤,直到误差小于预设值。

    30、优选地,所述误差为:

    31、

    32、其中, n为反馈序列的长度,原始反馈序列 i位置的值,为预测的反馈序列 i位置的值。

    33、第二方面,本发明提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机指令,所述计算机指令指示计算机执行上述基于风速预测的超容储能并网方法。

    34、第三方面,本发明提供一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于风速预测的超容储能并网方法。

    35、第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于风速预测的超容储能并网方法。

    36、第五方面,本发明提供一种基于风速预测的超容储能并网系统,包括:

    37、数据获取模块,用于获取原始风速序列,将原始风速序列分为原始预测序列和原始反馈序列;

    38、插值模块,用于对原始预测序列进行插值处理,得到含有插入点的预测序列;

    39、修正模块,计算预测的反馈序列与原始反馈序列的误差;根据误差大小,对含有插入点的预测序列进行修正,直到误差小于预设值,得到修正好的含有插入点的预测序列;

    40、预测模块,将修正好的含有插入点的预测序列输入预测模型,得到预测的未来风速序列;

    41、并网模块,将预测的未来风速序列转化为未来功率序列,基于未来功率序列和风电厂实际发电功率,确定超容储能系统需要承担的缺额,根据缺额,对超容储能系统调度控制。

    42、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    43、本发明公开了一种基于风速预测的超容储能并网方法,通过将原始风速序列细分为原始预测序列和原始反馈序列,并引入插值处理,有效增加了预测模型的输入数据量,使得模型能够捕捉到更多风速变化的细节,预测模型在接收到含有插入点的预测序列后,能够基于更丰富的数据进行训练和学习,从而提高了对未来风速序列的预测精度;反馈机制(即计算预测误差并据此修正预测序列)的引入,形成了一个闭环控制系统,能够不断迭代优化预测结果,直至误差满足预设标准,进一步确保了预测的准确性。

    44、进一步地,基于高精度的未来风速预测,能够更准确地转化为未来功率序列,进而精确计算出风电厂在未来时段内的发电功率变化;通过与风电厂实发功率的对比,能够实时确定风电厂发电功率与电网需求之间的缺额,为超容储能系统的调度提供了科学依据;超容储能系统根据预测缺额进行提前调度,能够在风电波动时迅速响应,平衡电网供需,减少因风电波动对电网稳定性的影响。

    45、进一步地,一种计算机程序产品,通过集成并执行基于风速预测的超容储能并网方法的计算机指令,为风电并网技术的智能化、高效化提供了强有力的支持;该程序产品通过精确的风速预测模型,能够提前预测未来风速变化,从而准确计算出风电厂在未来时段的发电功率;这一预测结果不仅为风电厂的运行调度提供了科学依据,还使得超容储能系统能够提前做好准备,根据风电功率的波动进行智能调度,有效平衡电网供需,减少因风电波动对电网稳定性的影响,显著提升风电并网效率与稳定性;通过集成先进的风速预测算法和超容储能系统调度策略,该程序产品能够实时感知电网状态,快速响应风电波动,实现风电与电网之间的智能互动。

    46、进一步地,本发明公开一种电子设备,该电子设备内置了先进的计算机程序,该程序能够实时获取风速数据并进行高精度的预测,同时结合超容储能系统的智能调度策略,实现了风电并网过程的智能化管理。这种智能化管理不仅提高了风电并网的效率,还显著增强了电网的稳定性和可靠性。

    47、进一步地,本发明提供一种计算机可读存储介质,通过存储有执行基于风速预测的超容储能并网方法的计算机程序,为风电并网技术的智能化、高效化提供了关键的数据存储支持;计算机可读存储介质具备高速度、高可靠性和大容量等特性,能够迅速响应计算机系统的数据读写请求,确保风电预测与储能调度过程的流畅性和实时性;采用计算机可读存储介质作为数据存储解决方案,为风电并网系统提供了良好的可扩展性和灵活性,系统可以轻松地通过更新存储介质中的计算机程序来适应新的需求和挑战。

    48、进一步地,本发明提供一种基于风速预测的超容储能并网系统,通过集成数据获取、插值处理、误差修正、风速预测以及并网调度等多个功能模块,实现了对风电并网过程的精准控制和高效管理,提高风速预测精度,增强风电并网稳定性。


    技术特征:

    1.一种基于风速预测的超容储能并网方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的基于风速预测的超容储能并网方法,其特征在于,所述对原始预测序列进行插值处理,得到含有插入点的预测序列,具体方法为:

    3.根据权利要求2所述的基于风速预测的超容储能并网方法,其特征在于,所述比例补偿系数描述为:

    4.根据权利要求2所述的基于风速预测的超容储能并网方法,其特征在于,所述差值补偿系数描述为:

    5.根据权利要求1所述的基于风速预测的超容储能并网方法,其特征在于,所述计算预测的反馈序列与原始反馈序列的误差;根据误差大小,对含有插入点的预测序列进行修正,直到误差小于预设值,得到修正好的含有插入点的预测序列,具体方法为:

    6.根据权利要求1或5所述的基于风速预测的超容储能并网方法,其特征在于,所述误差为:

    7.一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机指令,其特征在于,所述计算机指令指示计算机执行权利要求1-6任一项所述基于风速预测的超容储能并网方法。

    8.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6任一项所述基于风速预测的超容储能并网方法。

    9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述基于风速预测的超容储能并网方法。

    10.一种基于风速预测的超容储能并网系统,基于权利要求1所述的基于风速预测的超容储能并网方法,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明公开了一种基于风速预测的超容储能并网方法及相关产品,属于风力发电技术领域;首先,将原始风速序列分为预测和反馈序列;随后,对预测序列进行插值并输入预测模型获取反馈预测,根据预测误差修正预测序列;再次输入模型得到未来风速预测;最后,将风速预测转化为功率预测,确定超容储能系统的功率缺额并进行调度控制;提高了风速预测的精度,有效增强了风电并网的稳定性和经济性,降低了运行成本。

    技术研发人员:李志鹏,严弢,邱逢涛,赵亚东,罗威,李诗林,王华卫,高欢欢
    受保护的技术使用者:西安热工研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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